JP6091988B2 - 水中撹乱ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、浚渫現場、土木現場、下水処理場、工場の廃液沈殿池等の水底の沈殿物を撹拌羽根により浮上させた後、周囲の水で希釈しながら吸引して、所望の箇所に排出するのに用いる水中撹乱ポンプに関する。

従来、上記した目的に供される水中撹乱ポンプが特許文献１に開示されている。この水中撹乱ポンプ７０は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上部にインペラ７１が取付けられたポンプ軸７２の下部に同軸的にプロペラ型撹拌羽根７３を取り付けて、水底に向けて水流を起こすことにより、水底の沈殿物を浮揚させて、流路仕切り板７５の上部の吸込み流ストレーナ７６から吸込み、ポンプ軸７２に取付けられたインペラ７１の外側にある吐出配管７８によって外部に排出している。なお、７９はポンプ支持脚を示す。

特開２００６−１３２４５５号公報

しかしながら、図７（Ａ）に斜線で示すように、沈殿物８０が水底にあって、撹拌羽根７３が沈殿物８０中に埋まった場合、水流が発生せず、撹拌能力が低下するという問題がある。
また、水底に、砂、砂利等の固形物が多い場合には、プロペラ型撹拌羽根７３で直接沈殿物８０を撹拌するので磨耗が激しく、耐久性が低下するという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、上澄み水を積極的に導入し、汚泥等を希釈して、撹拌羽根によって効率よく汚泥又は砂等を汲み上げる水中撹乱ポンプを提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る水中撹乱ポンプは、１）上部に設けられたモータによって回転駆動される回転軸の中間部に設けられたインペラと、２）該インペラの下側中央に吸引開口を、側部に排水口を備えるインペラケーシングと、３）上部が前記インペラケーシングの下部に連通連結すると共に、周壁に複数の吸込み用開口を設けた筒状のポンプ側ストレーナと、４）上部が前記ポンプ側ストレーナの下部に仕切り板を介して連結され、下部は開口となった撹拌流規制用筒状体と、５）該撹拌流規制用筒状体の内部に全部が収納され、前記回転軸の下部に取付けられた撹拌羽根とを有する水中撹乱ポンプにおいて、
前記撹拌流規制用筒状体の外径は前記ポンプ側ストレーナの外径の０．５〜０．８倍となって、前記仕切り板の周囲には、第２の吸込み用開口が設けられた環状板を有し、
前記撹拌流規制用筒状体の側部に、前記撹拌羽根に上水液を供給して下方に排出する導水管を設け、
回転駆動される前記インペラによって、前記インペラケーシング内を中央から半径方向外側に向かって水流が発生し、前記ポンプ側ストレーナの吸込み用開口及び前記第２の吸込み用開口を介して希釈された状態の沈殿物を含む液体が、前記インペラケーシング内に底部中央から巻き込まれ、配管を通じて外部に排出される。（図１〜図６に開示）

第２の発明に係る水中撹乱ポンプは、第１の発明に係る水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管の上側端部には吸水側ストレーナが設けられている。（図１に開示）
第３の発明に係る水中撹乱ポンプは、第１、第２の発明に係る水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管は複数本設けられている。（図４に開示）なお、第１〜第３の発明、及び第４〜第６の発明に係る水中撹乱ポンプにおいては、撹拌羽根はプロペラであってもカッターファンであってもよい。

第４の発明に係る水中撹乱ポンプは、第１〜第３の発明に係る水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管はパイプ又はホースからなっている。（図１、図５に開示）

第５の発明に係る水中撹乱ポンプは、第１〜第４の発明に係る水中撹乱ポンプにおいて、前記撹拌流規制用筒状体の下側はラッパ状に拡径している。（図６（Ａ）に開示）
そして、第６の発明に係る水中撹乱ポンプは、第１〜第４の発明に係る水中撹乱ポンプにおいて、前記撹拌流規制用筒状体は円錐台形状をしている。（図６（Ｂ）に開示）

本発明に係る水中撹乱ポンプにおいては、撹拌流規制用筒状体の側部に、撹拌羽根に上水液を供給して下方に排出する導水管を設けているので、固形物を含まない液体が撹拌羽根に吸い込まれ下方に勢いよく排出され、ポンプ底部が沈殿物に埋まった場合においても、撹拌羽根による水流を発生させることができ、周囲の沈殿物を浮遊させて効率良く吸い上げることができる。
更に、撹拌羽根と固形物の接触が抑制されるので、撹拌羽根の磨耗が抑制され、ポンプとしての耐久性が向上する。

（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの側断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。 同水中撹乱ポンプの使用状態の側断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの側断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの側断面図である。 （Ａ）は本発明の第５の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの説明図、（Ｂ）は本発明の第６の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの説明図である。 （Ａ）は従来例に係る水中撹乱ポンプの側断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＤ−Ｄ’断面図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ１０は、インペラケーシング１１の上部に設けられたフランジ取付け型のモータ１２と、インペラケーシング１１の内部に配置され、モータ１２の回転軸１３の中間部に設けられ、モータ１２によって回転駆動されるインペラ１４とを有している。

インペラケーシング１１の側部には９０度に曲がった曲がり管からなる排水口１６を備え、排水口１６にフランジ１７が設けられて、他の配管（金属管、合成樹脂管、ホースを含む）１８が接合できる構造となっている。

インペラケーシング１１の下部には、周壁１９に複数の吸込み用開口２０を設けた筒状のポンプ側ストレーナ２２の上部が連通連結して設けられ、インペラケーシング１１の下部中央（インペラ１４の下側中央）は吸引開口（吸込み口）２５となって回転軸１３が中央を挿通すると共に、ポンプ側ストレーナ２２を通過した液体（水）がインペラケーシング１１に吸い込まれる吸引口を形成している。

ポンプ側ストレーナ２２の下部には仕切り板２６が設けられ、この仕切り板２６に軸心を合わせて撹拌流規制用筒状体２７が設けられている。仕切り板２６の中央は軸孔２８が設けられて、僅少の隙間を有して回転軸１３が挿通している。
撹拌流規制用筒状体２７は上部が仕切り板２６で閉塞され、下部は開放（開口）となって、回転軸１３の下部に固定された撹拌羽根３０の一部又は全部が内部に隙間を有して配置されている。

この実施の形態においては、図１（Ａ）、（Ｃ）に示すように、撹拌羽根３０は軸対称に配置された複数の羽根３１を有するものであるが、例えば、特許第３６９６５７３号公報、特許第３６７２５０５号公報に記載のように、下向きの水流を発生させて沈殿物を掻き混ぜ浮かび上がらせるカッターファンでもよい。
図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、撹拌流規制用筒状体２７の外径は、筒状のポンプ側ストレーナ２２の外径より小さく（例えば、０．５〜０．８倍）、仕切り板２６の周囲には第２の吸込み用開口３３が設けられた環状板３４を有し、環状板３４の外側から液体をポンプ側ストレーナ２２の内部に吸い込むようになっている。

筒状のポンプ側ストレーナ２２の底部には脚部材３５が設けられ、この水中撹乱ポンプ１０を水底に立設できる構造となっている。脚部材３５はこの実施の形態では４本のロッド３６とこのロッド３６の底部に配置されたリング３７とを有している。撹拌羽根３０は、脚部材３５の上下方向中間位置、かつ脚部材３５の内部に配置されている。

そして、この実施の形態においては、撹拌流規制用筒状体２７の側部に、例えば、パイプからなる導水管４０の下端部が連結されている。この導水管４０は途中に曲がり部４１を有し、インペラケーシング１１の上方に延出して、先部には吸水側ストレーナ４２が設けられている。この導水管４０は上水液を撹拌流規制用筒状体２７内に導くもので、必ず水中に配置されている。

続いて、図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２を参照しながら、この水中撹乱ポンプ１０の動作及び作用について説明する。
水中撹乱ポンプ１０を図２に示すように、沈殿物４３を有する水底に立てた状態で配置する。コード４４を介して電力をモータ１２に供給すると、モータ１２が一定方向に回転する。モータ１２の回転は回転する撹拌羽根３０による水流が下方に流れる方向とする。

これによって、導水管４０を介して沈殿物４３を含まない上水液が、撹拌流規制用筒状体２７内に導かれ、回転駆動される撹拌羽根３０によって水底方向に吹き付けられる。
一方、インペラ１４はモータ１２によって回転駆動されているので、中央から半径方向外側に向かって水流が発生し、ポンプ側ストレーナ２２の吸込み用開口２０及び第２の吸込み用開口３３を介して希釈された状態の沈殿物４３を含む液体がインペラケーシング１１内に底部中央から巻き込まれ、配管１８を通じて外部に排出される。

この場合、撹拌羽根３０は水底にある沈殿物４３に直接当たらないので、撹拌羽根３０の磨耗が促進されることはなく、長期の寿命を有することになる。
また、水底に砂を含む場合であっても、一旦撹拌羽根３０によって脚部材３５の外側に追い出されるので、撹拌羽根３０の磨耗が促進されることもない。

続いて、図３を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ４５について説明する。なお、第１の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ１０と同一の構成要素については、同一の符号を記載してこれらの詳しい説明を省略する（以下の実施の形態においても同じ）。

図３に示す本発明の第２の実施の形態においては、撹拌羽根としてカッターファン４６を用いている。このカッターファン４６は、下方に水流を発生させて主に沈殿物を掻き混ぜて浮かび上がらせる機能を有し、ポンプで吸い込み易くする。また、図３において、吸水側ストレーナは省略されている。

図４に本発明の第３の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ４８を示すが、撹拌流規制用筒状体２７の周囲に複数の導水管４９を均等角度で設けている。これによって、撹拌流規制用筒状体２７の周囲から上水液を吸引し、撹拌羽根３０によって下方に吹き出すことができる。なお、撹拌羽根３０の磨耗が少ないこと、その他の効果は第１、第２の実施の形態と同様である。

図５に本発明の第４の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ５０を示すが、撹拌流規制用筒状体２７内に上水液を供給する導水管としてホース５１が使用されている。この実施の形態では、均等角度で配置された複数（この例では４つ）の接続口５２にホース５１の下端部が接続されている。ホース５１の上部は支持部材５３を介してモータ１２の外側ケースに支持されている。また、このホース５１の上端部には、吸水側ストレーナを設けるのが好ましい。また、ホース５１の上端に浮力材を設け、ホース５１の上端はインペラケーシング１１より高い位置に保持させることもできる。

次に図６（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第５、第６の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ５５、５６について説明する。第５の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ５５においては、下部がラッパ状に拡径した撹拌流規制用筒状体５７を用い、第６の実施の形態に係る水中撹乱ポンプ５６においては、下方に徐々に拡径する円錐台状の撹拌流規制用筒状体５８を用いている。いずれの場合であっても、撹拌流規制用筒状体内に撹拌羽根３０を有している。

第２〜第６の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの動作については、第１の実施の形態に係る水中撹乱ポンプと同一である。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、第１〜第６の実施の形態に係る水中撹乱ポンプの一部を取って組み合わせて水中撹乱ポンプを構成する場合も適用される。

１０：水中撹乱ポンプ、１１：インペラケーシング、１２：モータ、１３：回転軸、１４：インペラ、１６：排水口、１７：フランジ、１８：配管、１９：周壁、２０：吸込み用開口、２２：ポンプ側ストレーナ、２５：吸引開口、２６：仕切り板、２７：撹拌流規制用筒状体、２８：軸孔、３０：撹拌羽根、３１：羽根、３３：第２の吸込み用開口、３４：環状板、３５：脚部材、３６：ロッド、３７：リング、４０：導水管、４１：曲がり部、４２：吸水側ストレーナ、４３：沈殿物、４４：コード、４５：水中撹乱ポンプ、４６：カッターファン、４８：水中撹乱ポンプ、４９：導水管、５０：水中撹乱ポンプ、５１：ホース、５２：接続口、５３：支持部材、５５、５６：水中撹乱ポンプ、５７、５８：撹拌流規制用筒状体

Claims (6)

1. １）上部に設けられたモータによって回転駆動される回転軸の中間部に設けられたインペラと、２）該インペラの下側中央に吸引開口を、側部に排水口を備えるインペラケーシングと、３）上部が前記インペラケーシングの下部に連通連結すると共に、周壁に複数の吸込み用開口を設けた筒状のポンプ側ストレーナと、４）上部が前記ポンプ側ストレーナの下部に仕切り板を介して連結され、下部は開口となった撹拌流規制用筒状体と、５）該撹拌流規制用筒状体の内部に全部が収納され、前記回転軸の下部に取付けられた撹拌羽根とを有する水中撹乱ポンプにおいて、
   前記撹拌流規制用筒状体の外径は前記ポンプ側ストレーナの外径の０．５〜０．８倍となって、前記仕切り板の周囲には、第２の吸込み用開口が設けられた環状板を有し、
   前記撹拌流規制用筒状体の側部に、前記撹拌羽根に上水液を供給して下方に排出する導水管を設け、
   回転駆動される前記インペラによって、前記インペラケーシング内を中央から半径方向外側に向かって水流が発生し、前記ポンプ側ストレーナの吸込み用開口及び前記第２の吸込み用開口を介して希釈された状態の沈殿物を含む液体が、前記インペラケーシング内に底部中央から巻き込まれ、配管を通じて外部に排出されることを特徴とする水中撹乱ポンプ。
2. 請求項１記載の水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管の上側端部には吸水側ストレーナが設けられていることを特徴とする水中撹乱ポンプ。
3. 請求項１又は２記載の水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管は複数本設けられていることを特徴とする水中撹乱ポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中撹乱ポンプにおいて、前記導水管はパイプ又はホースからなることを特徴とする水中撹乱ポンプ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中撹乱ポンプにおいて、前記撹拌流規制用筒状体の下側はラッパ状に拡径していることを特徴とする水中撹乱ポンプ。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水中撹乱ポンプにおいて、前記撹拌流規制用筒状体は円錐台形状をしていることを特徴とする水中撹乱ポンプ。

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